OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire gli strumenti per lo studio della Termodinamica Chimica attraverso l’impiego dei potenziali termodinamici e del potenziale chimico.
 

MODALITA' DIDATTICHE

Tradizionale, con slide e dispense, integrata da modalità di didattica partecipativa quali: cooperative learning,  peerevaluation, domande stimolo, mappe concettuali, videoclip, microteaching, etc.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Contenuto del corso

Modulo teorico

Generalità e nomenclatura termodinamica 

Le proprietà dei gas

Primo principio della termodinamica e sue applicazioni

Le funzioni di stato e di percorso U e H

Capacità termiche

Esperienze di Joule e di Joule-Thomson

Le applicazioni alle reazioni chimiche

Convenzione termodinamica

Secondo principio della termodinamica e sue applicazioni

Entropia. Le funzioni di stato energia libera ed entalpia libera

I potenziali termodinamici e le loro proprietà

I potenziali chimici e le loro proprietà

Le trasformazioni di fase

I diagrammi di equilibrio

L’equilibrio chimico

Studio degli equilibri tramite i potenziali termodinamici

Le costanti di equilibrio e le loro proprietà

Le relazioni di Van’t Hoff

Principio di Le Châtelier-Braun

La regola delle fasi secondo Gibbs

Terzo principio della termodinamica

Le soluzioni ideali e loro deviazioni.

Le relazioni di Van’t Hoff

Modulo pratico

Lezioni

Gli argomenti trattati sono semplici applicazioni di quanto esposto nel modulo teorico.

In particolare, verranno eseguiti:
Esercizi di ripasso sulle proprietà dei gas perfetti e reali.
Applicazioni del 1° principio della termodinamica: esempi di calcolo dell'entalpia; legge di Hess; equazione di Kirchhoff; regola di Trouton; equazione di Clasius-Clapeyron; ciclo di Born-Haber. Applicazioni del 2° principio della termodinamica: calcolo della variazione di entropia di una reazione in diverse condizioni termodinamiche; entropia di miscela; valutazione della spontaneità di una reazione; calcolo dell'energia libera di Gibbs per trasformazioni in diverse condizioni termodinamiche: uso dei potenziali termodinamici. Semplici applicazioni del 3° principio della termodinamica. Applicazione della regola delle fasi allo studio dei diagrammi di stato ad un solo componente. Esercizi sui processi di equilibrio nelle reazioni chimiche omogenee con applicazione dell'equazione di Vant'Hoff. Esempi dell'influenza della temperatura e della pressione sugli equilibri chimici.
Semplici applicazioni del 3° principio della termodinamica.
Applicazione della regola delle fasi allo studio dei diagrammi di stato ad un solo componente. 
Esercizi sui processi di equilibrio nelle reazioni chimiche omogenee con applicazione dell'equazione di Vant'Hoff.
Esempi dell'influenza della temperatura e della pressione sugli equilibri chimici.

Esercitazioni di Laboratorio
Gli studenti, suddivisi in gruppi, dovranno effettuare le seguenti esperienze di termodinamica:

1. Metodi di misura della temperatura e della pressione.

2. Determinazione del calore di formazione del naftalene

3. Determinazione del calore di vaporizzazione dell'alcool etilico

4. Capacità termica

5. Esperienza multipla

Al termine, ciascun gruppo approfondirà un argomento a scelta, tra quelli trattati durante il corso, che presenterà sotto forma di breve seminario.